Photovoltaik hat sich in Deutschland als bedeutende und nachhaltige Energiequelle etabliert. Doch ist alles Gold, was glänzt? In diesem Artikel listen wir alle Vor- und Nachteile von Photovoltaik und Solaranlagen auf und erläutern diese anschließend im Detail.

Alle Vor- und Nachteile von Photovoltaik als Tabelle

Welche Vorteile hat Photovoltaik?

Die Nutzung von Photovoltaik hat neben den offensichtlichen Vorteilen, wie der Klimafreundlichkeit und der Kostenersparnis, noch viele weitere Vorzüge.

Einsparung von Stromkosten 

Der größte Vorteil von Photovoltaik liegt in der Kostenersparnis. Während die Strompreise stetig steigen, ermöglicht eine PV-Anlage eine langfristige Energieproduktion zu konstant niedrigen Kosten. Die Anschaffungskosten rentieren sich im Schnitt nach acht bis neun Jahren. 

Strompreisentwicklung 2001 - 2024

Bei einem jährlichen Verbrauch von 4.500 kWh können mit einer 5 kWp-Anlage nach 20 Jahren Kosten in Höhe von rund 8.000 € eingespart werden. Wird zudem ein Stromspeicher eingesetzt, sind sogar bis zu 17.000 € möglich. 

Beispiel:

• Strompreis aus dem Netz: 28 Cent pro kWh (Stand Februar 2024 für Neukunden)
• Jährliche Strompreissteigerung: 6%
• Einspeisevergütung: 8,11 Cent pro kWh (Stand Februar 2024)

Beständige Energiequelle

Im Gegensatz zu Kohle und Gas ist die Sonne eine unerschöpfliche Energiequelle. Die fossilen Brennstoffe werden eines Tages erschöpft sein. Demgegenüber ist die Sonne unbegrenzt und kostenfrei verfügbar. Damit die Photovoltaikanlage aber zuverlässig über viele Jahre hinweg Strom erzeugt, ist es wichtig, dass hochwertige Komponenten verwendet werden und die Installation von Fachleuten durchgeführt wird. 

PV-Module halten 30 bis 40 Jahre

Die Produktgarantien für PV-Module betragen häufig 20 bis 30 Jahre. In der Realität haben Solarmodule sogar eine Lebensdauer von 30 bis 40 Jahren. Für diesen Zeitraum bleiben die Stromproduktion und die gesparten Stromkosten also gesichert.

Umwelt- und Klimafreundlich

Die Nutzung von Photovoltaik ist zu 100% CO₂-frei und trägt aktiv zur Reduzierung der Umweltauswirkungen bei. Die Stromproduktion benötigt keine fossilen Brennstoffe, was die Emissionen minimiert. Selbst unter Berücksichtigung des Herstellungsprozesses, der Siliziumgewinnung und des Transports, bei denen CO₂ ausgestoßen wird, amortisiert eine PV-Anlage ihre CO₂-Bilanz laut dem Fraunhofer-Institut nach 1,3 Jahren und leistet somit einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz.

CO₂-Ausstoß von Energiequellen in gkWh

Photovoltaik-Kosten sinken immer mehr

Die Preise für PV-Anlagen sinken kontinuierlich und sind derzeit auf dem niedrigsten Stand seit Jahren. So betrugen die Kosten für Photovoltaik im Jahr 2010 etwa 3.500 € pro kWp. Im Jahr 2015 fielen die Preise erstmals unter 2.000 € pro kWp und aktuell liegen sie bei etwa 1.200 € je kWp.

Photovoltaik Preisentwicklung

Diese anhaltende Abnahme der Kosten ist das Resultat von technologischen Fortschritten, der Skalierung der Produktion und einer steigenden Nachfrage. Insbesondere die Preise für PV-Module und Stromspeicher sind stark gesunken. Diese positive Entwicklung macht Photovoltaik immer attraktiver und wirtschaftlich rentabler für private Haushalte.

Unabhängigkeit von Stromversorgern

Mit einer Photovoltaikanlage sind Sie unabhängiger von Ihrem Stromversorger. Selbst bei Stromausfällen kann die eigene Stromproduktion aufrechterhalten werden. Zudem schützt eine eigene PV-Anlage nicht nur vor Versorgungslücken, sondern auch vor hohen Strompreisen. Diese steigen nämlich seit Anfang der 2000er jährlich im Schnitt um rund 6%. 

Die Installation eines Stromspeichers ermöglicht zudem eine höhere Autarkie, da überschüssiger Strom für einen späteren Verbrauch gespeichert wird. Dies führt zu einer höheren Eigenverbrauchsquote von Solarstrom und weiteren Einsparungen. Die Unabhängigkeit von externen Energiequellen steigt weiter und auch bei Nacht oder an bewölkten Tagen steht der eigene Solarstrom zur Verfügung.

Eigenverbauch und Autarkie bei 4.000 kWh Verbrauch

Einspeisevergütung

Die Einspeisevergütung ist eine finanzielle Vergütung für PV-Anlagenbetreiber, die ihren überschüssigen Strom ins Netz einspeisen. Obwohl die Vergütung in den vergangenen Jahren gesunken ist, bietet sie dennoch eine zusätzliche Einnahmequelle und trägt zur Rentabilität der Photovoltaikanlage bei. Aktuell liegt die Einspeisevergütung bei 8,11 Cent pro eingespeister kWh für PV-Anlagen bis 10 kWp und 7 Cent für Anlagen bis 40 kWp. Die Höhe der Einspeisung reduziert sich alle 6 Monate um 1%.

E-Auto Laden

Mit einer Wallbox können Sie ganz einfach ein E-Auto kostenlos zu Hause laden. Sie sparen also Geld und erhöhen gleichzeitig die Rentabilität Ihrer Solaranlage. Denn je mehr Solarstrom Sie selbst verbrauchen, desto mehr lohnt sich Photovoltaik.

Bedenken Sie, dass die Leistung der PV-Anlage mit einer Wallbox etwas größer dimensioniert sein sollte. Normale Photovoltaikanlagen auf einem Einfamilienhaus haben je nach Stromverbrauch eine Größe von 5 bis 10 kWp. Um Ihr E-Auto ebenfalls zu laden und damit jährlich auch 15.000 km zu fahren, sollten Sie die Solaranlage 2,5 kWp größer planen. 

Fördermöglichkeiten

Für die Anschaffung von Photovoltaik-Anlagen gibt es verschiedene Fördermöglichkeiten auf kommunaler, landesweiter und bundesweiter Ebene. Diese Förderungen und zinsgünstigen Kredite erleichtern die Investition und machen Photovoltaik finanziell attraktiver.

Auf staatlicher Ebene können Sie auf den Kredit der KfW zurückgreifen. Mit dem Förderprogramm 270 "Erneuerbare Energien – Standard" wird die Finanzierung von Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern unterstützt. Die Förderung bezieht sich nicht nur auf die reinen Anschaffungskosten, sondern auch auf Planung, Projektierung und Installation der Anlage. 

Für Förderungen und auch Zuschüsse auf Kommunal- und Landeseben sollten Sie sich bei Ihrer Stadt oder Ihrem Kreis informieren. Häufig zahlen diese zusätzlich attraktive Zuschüsse pro kWp.

Anschaffung und Solarstrom sind Steuerfrei

Mit dem Jahressteuergesetz 2022 kamen umfassende Steuerbefreiungen für Betreiber von  PV-Anlagen bis 30 kWp. Die Erträge aus dem selbstverbrauchten Solarstrom und dem eingespeisten Strom sind nun steuerfrei und müssen nicht mehr in der Einkommensteuererklärung angegeben werden. Dies gilt auch rückwirkend für das Jahr 2022.  

Vor dieser Neuregelung gab es eine Befreiung nur auf Antrag und auch nur Anlagen bis maximal 10 kWp. Diese Regelung wurde damals auch Liebhaberei-Regelung genannt. 

Auch die Mehrwertsteuer für die Anschaffung und Installation einer PV-Anlage sowie für Stromspeicher entfällt seit 2023. Dies gilt für alle PV-Anlagen auf Wohngebäuden bis 30 kWp.

Photovoltaik ist wartungsarm und robust

Photovoltaikanlagen zeichnen sich durch Robustheit und geringen Wartungsaufwand aus. Die Solarmodule sind mechanisch stabil und halten den unterschiedlichsten Witterungsbedingungen viele Jahre stand. Darüber hinaus ist eine Wartung nur alle zwei bis vier Jahre notwendig. Ein regelmäßiges Reinigen der Module, Überprüfen der Verkabelung und gegebenenfalls den Austausch von älteren Komponenten können selbst übernommen werden. Die Kosten bleiben dabei gering. 

Flexible Systeme in jeder Größe

Photovoltaikanlagen sind flexibel und skalierbar. Sie können in jeder Größe geplant werden, sei es für private Eigenheime, Gewerbebetriebe oder industrielle Anwendungen. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um ein Sattel-, Flach- oder Walmdach handelt - für jede Form gibt es eine passende Unterkonstruktion. Auch in der Art der Montage gibt es flexible Möglichkeiten wie die klassische Aufdach-Montage, eine Indach-Montage oder eine Gebäudeintegrierte-Photovoltaik. 

Keine Lärm- oder Geruchsbelästigung

Im Gegensatz zu einigen konventionellen Energieerzeugungsmethoden, wie Verbrennung von fossilen Brennstoffen, erzeugen Photovoltaikanlagen keinen Lärm oder unangenehme Gerüche. Die Energieproduktion erfolgt geräuschlos und umweltfreundlich. 

Kostenlose Entsorgung der Module

Die Umweltverträglichkeit von Photovoltaikanlagen erstreckt sich über ihren gesamten Lebenszyklus. Nach ihrer langen Betriebszeit können die Solarmodule kostenlos bei Ihrem lokalen Wertstoffhof entsorgt und recycelt werden. Die meisten Module enthalten wiederverwertbare Materialien wie Glas, Aluminium und natürlich das Silizium der Solarzellen. 

Zukunftstechnologie

Photovoltaik ist eine Schlüsseltechnologie für eine nachhaltige Energiezukunft. Die kontinuierliche Forschung und Entwicklung in diesem Bereich trägt dazu bei, dass die Effizienz von Solarmodulen stetig steigt, während die Kosten sinken. 

Große Fortschritte werden in der Forschung für Stromspeicher gemacht. Die alten Blei-Säure-Batterien wurden durch Lithium-Ionen-Batterien ersetzt. Diese modernen Batterien bieten nicht nur eine höhere Energiedichte, sondern auch eine längere Lebensdauer und verbesserte Leistungsfähigkeit. 

Wertsteigerung der Immobilie

Die Installation einer Photovoltaikanlage kann den Wert einer Immobilie steigern. Der Zugang zu grüner Energie und die Aussicht auf langfristige Energieeinsparungen machen ein Gebäude für potenzielle Käufer oder Mieter attraktiver. 

Welche Nachteile hat Photovoltaik?

Auch wenn die vielen Vorteile von Photovoltaik überwiegen, hat es auch einige Nachteile.

Hohe Investitionskosten

Der wesentliche Nachteil von Photovoltaik liegt in den anfänglichen Investitionskosten. Die Anschaffung und Installation einer Solaranlage auf einem Einfamilienhaus kostet im Jahr 2024 zwischen 7.000 und 12.000 €. Mit einem Stromspeicher steigen die Kosten auf 10.000 bis 18.000 €. Photovoltaik amortisiert sich zwar über die Zeit durch eingesparte Stromkosten, dennoch müssen die Investitionskosten erst einmal bezahlt werden.

Wetterabhängiger Ertrag

Der Ertrag von Photovoltaikanlagen ist stark wetterabhängig. Insbesondere bei bewölktem Himmel oder Regen sinkt dieser rapide. Das führt zu variablen Stromerträgen, was die Zuverlässigkeit der Energieversorgung beeinflusst. 

Weniger Strom im Winter

Im Winter ist die Sonneneinstrahlung deutlich geringer, was die Stromproduktion beeinträchtigt. Die kurze Tageslichtdauer und der flachere Einstrahlungswinkel haben einen negativen Einfluss auf die Effizienz der Solarzellen. Im Winter werden Sie deshalb vermehrt Netzstrom beziehen müssen. 

Spezifischer PV-Ertrag pro Monat in kWh/kWp

Degradation

Die Leistungsfähigkeit von Solarzellen nimmt im Laufe der Zeit ab. Dieser Prozess der Degradation führt dazu, dass Solarmodule nach Jahren der Nutzung nicht mehr die gleiche Effizienz aufweisen wie zu Beginn. Die meisten Solarhersteller bieten eine sogenannte Leistungsgarantie an. Diese garantiert, dass die Module nach einem Zeitraum von 25 bis 30 Jahren immer noch einen bestimmten Prozentsatz der ursprünglichen Leistung erzielen. Meist handelt es sich dabei um Werte zwischen 80 und 90%.

Nicht alle Dächer sind geeignet

Nicht jedes Dach eignet sich für die Installation von Photovoltaikanlagen. Verschiedene Faktoren wie Ausrichtung, Neigung, Beschattung und Strukturstabilität des Daches können die Effizienz beeinflussen. 

Bei der Planung Ihrer PV-Anlage sollten Sie die Ausrichtung und Dachneigung beachten. Eine Südausrichtung erreicht zwar den größten Stromertrag, aber auch mit Abweichungen nach Ost oder West oder sogar einer Ost-West-Anlage können Sie immer noch bis zu 85% des Ertrages einer Südausrichtung erzielen. Eine Ost-West-Anlage hat sogar den Vorteil, dass beide Dachseiten mit Modulen belegt werden können.

Kommt es zu Verschattungen, können sogenannte MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) eingesetzt werden. Diese optimieren die Energieausbeute, indem sie den optimalen Arbeitspunkt der Solarmodule anpassen und somit die Auswirkungen von Verschattungen minimieren. Die Strukturstabilität des Daches ist natürlich essenziell für die Installation von PV-Anlagen. Hierbei ist zu beachten, dass ältere Dächer möglicherweise verstärkt oder modernisiert werden müssen, um die zusätzliche Last der Solarmodule zu tragen.

Platzbedarf

Die Installation von Solaranlagen erfordert Platz, insbesondere bei größeren Anlagen. Ein 4-Personen-Haushalt mit einem jährlichen Verbrauch von 4.000 kWh benötigt beispielsweise eine 6 kWp große Photovoltaik, um den Bedarf zu decken. Dafür ist eine Dachfläche von 40 bis 50 Quadratmeter erforderlich. 

Verschleißteile wie Wechselrichter

Photovoltaikanlagen enthalten Komponenten wie Wechselrichter oder Stromspeicher, die mit der Zeit verschleißen. Diese Verschleißteile müssen periodisch gewartet oder ersetzt werden, was zusätzliche Kosten und potenzielle Ausfallzeiten verursachen kann. Die Lebenszeit von Wechselrichtern beträgt etwa 20 bis 25 Jahre. Sie müssen deshalb während der Lebensdauer der PV-Anlage einmal ausgetauscht werden.

Auch bei Wechselrichtern gilt: je hochwertiger die Qualität, desto besser die Lebensdauer und Leistung. Günstige Modelle kommen oft nur mit einer Produktgarantie von 5 oder 10 Jahren, während zuverlässige Modelle oft 20 bis 25 Jahre bieten. 

Nicht jeder findet eine PV-Anlage auf dem Dach ästhetisch

Ästhetische Bedenken können ein Nachteil sein, da nicht jeder die PV-Module auf seinem Dach ansprechend findet. Die Zeiten der tiefblauen, polykristallinen Solarmodule sind jedoch vorbei. Heutzutage werden fast nur noch die schwarzen, monokristallinen Module auf Hausdächern verbaut. Diese gibt es zudem oft in Full-Black-Varianten, bei denen die Module und Rahmen komplett schwarz sind. Eine deutlich ansehnliche Lösung für Solarenergie.

Teile wie Stromspeicher sind nicht 100% umweltfreundlich

Die Verwendung von Lithium-Kobalt-Oxid-Speichern wirft ethische Probleme im Zusammenhang mit dem Kobaltabbau auf. Dieser wird insbesondere in Ländern wie der Demokratischen Republik Kongo abgebaut. Dort sind Arbeitsbedingungen oft prekär und Kinderarbeit sowie Menschenrechtsverletzungen weit verbreitet. 

Der Abbau hat zudem Auswirkungen auf die Umwelt. Verbraucher sollten daher nachhaltige und ethisch verantwortliche Optionen für ihre Stromspeicher in Betracht ziehen. Entscheiden Sie sich deshalb lieber für einen Lithium-Eisen-Phosphat-Speicher. Eisenphosphat ist ein natürliches Mineral und kein Schwermetall wie Kobalt.

Solarenergie nur über begrenzten Zeitraum speicherbar

Obwohl die Speicherkapazitäten der Stromspeicher zunehmen, ist Solarenergie nur begrenzt speicherbar. Bei längeren Perioden ohne ausreichende Sonneneinstrahlung kann der gespeicherte Strom erschöpft sein, was eine Rückkehr zum Netzstrom erfordert. 

Zudem kann der Strom nicht ewig gespeichert werden, sondern je nach Modell nur für ein paar Tage. Dies liegt an der natürlichen Selbstentladung der Batterie. Es wird daher im Allgemeinen empfohlen, regelmäßige Ladezyklen durchzuführen. So kann die Batterie in einem optimalen Zustand gehalten und ihre Kapazitäten voll ausgeschöpft werden.

Nicht immer Top-Umweltbilanz

Photovoltaik-Module aus chinesischer Produktion weisen im Vergleich zu europäischen Modulen eine weniger günstige Klimabilanz auf. Dies resultiert aus dem verstärkten Einsatz fossiler Energien in China. Dies führt zu einem etwa doppelt so hohen CO2-Ausstoß während der Herstellung, wodurch die "Energierückzahlzeit" entsprechend verlängert wird. Zusätzlich verursacht der Transport der Module aus Asien nach Deutschland einen weiteren nicht unerheblichen CO2-Ausstoß.

Ebenfalls zu beachten ist, dass PV-Module geringe Mengen an Schadstoffe enthalten können.  Zum Beispiel enthalten Siliziummodulen Blei und Cadmium ist in Dünnschichtmodulen zu finden. 

Ethische Herstellung nicht immer nachvollziehbar

Die ethische Herstellung von Photovoltaik-Modulen kann problematisch sein. Insbesondere in Bezug auf den Abbau von Silizium, einem Schlüsselelement in der Modulproduktion. China ist einer der größten Siliziumhersteller und es gibt Bedenken hinsichtlich unethischer Praktiken, darunter Zwangsarbeit. Es besteht der Verdacht, dass Uiguren in Xinjiang an der Siliziumproduktion beteiligt sind. Berichte über Menschenrechtsverletzungen verstärken diese Bedenken. 

Wie funktioniert Photovoltaik? 

Photovoltaik ist ein Prozess, bei dem Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Verantwortlich sind dafür die Solarzellen, die aus dem Halbleitermaterial Silizium bestehen. Diese absorbieren die Photonen aus dem Sonnenlicht, was Elektronen freisetzt und einen elektrischen Strom erzeugt. Der elektrische Strom wird dann durch den Metallkontakt auf der Rückseite der Zelle geleitet und weiter zum Wechselrichter. Dieser wandelt den solaren Gleichstrom in den im Haushalt verwendeten Wechselstrom um.

Welche Alternativen gibt es zu Photovoltaik? 

Als Alternativen zur Photovoltaik gibt es verschiedene erneuerbare Energiequellen wie Windkraft, Wasserkraft und Biomasse. Windenergieanlagen nutzen die kinetische Energie des Windes, Wasserkraftanlagen wandeln Wasserströmungen in Energie um. Und Biomasseanlagen setzen organische Materialien zur Energieerzeugung ein. Jede dieser Technologien hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Auswahl der für den eigenen Haushalt am besten passenden Technologie zur Energiegewinnung hängt von Standort, Ressourcenverfügbarkeit und den spezifischen Energiebedürfnissen ab.